Завершение становления любой области знаний определяется организацией профильных специализированных институтов и созданием кафедр, ведущих научную работу в данном направлении и подготавливающих соответствующих специалистов. 03 октября 1863 г. в Совет Императорского С. Петербургского Университета от профессора Зоологии К. Кесслера поступило представление, в котором он «обратил внимание на необходимость усилить преподавание Зоологии в Университете и предложил пригласить в Университет академика Ф.В. Овсянникова для преподавания сравнительной анатомии и физиологии животных». 14 октября 1863 года в «Листе баллотирования Академика Императорской Академии наук Ф.В. Овсянникова на звание «ординарного профессора анатомии и физиологии» от 04 ноября 1863 года указано, что число «избирательных шаров» составило 19, а «неизбирательных шаров» - 2 (ЦГИА СПб, Ф. № 14, О. № 2, Д № 752). Одновременно был организован кабинет физиологии для проведения практических занятий и научной работы. Эта дата принимается за отправную точку начала физиологических исследований и преподавания физиологии в Санкт-Петербургском государственном университете. Эффективность работы физиологического направления подтверждается квалификацией его выпускников. В 1875 году завершил свое физиологическое образование в университете академик И.П. Павлов, который является всемирно признанным ученым в области физиологии пищеварения и кровеносной систем, а также создателем учения об условных рефлексах.
Одним из направлений исследований Ф.В. Овсянникова являлось гистологическое изучение нервной системы. Концепция нервизма оставалась одной из ведущих идей в работе кафедры и в дальнейшем. Механизмы регуляции деятельности нервной системы оставались одними из основных направлений исследований на кафедре, которой руководили Н.Е. Введенский (теория парабиоза), А.А. Ухтомский (учение о доминанте), Л.Л. Васильев (исследования в области психофизиологии), Н.В. Голиков (учение о лабильности нервных центров), А.Д. Ноздрачев (изучение автономной нервной системы). Существенный вклад в университетскую физиологию внес И.М. Сеченов, который проработал в стенах университета десять лет (1876-1888). Он поддерживал развитие исследований в области физиологии нервной системы, однако, расширил спектр направлений физиологических исследований в университете, в частности, в области анализа состава газов крови. История физиологии в университете служит ярким примером преданности его сотрудников идеалам служения науке.